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微专题速练18 氯及其化合物的性质、制备的实验探究
1.(2025·广东省汕头市模拟)18世纪70年代,瑞典化学家舍勒发现一种黄绿色、有刺激性气味的气体,某兴趣小组利用下列装置进行如下实验,操作正确且能达到目的的是( )
A.制备气体
B.闻气体气味
C.除去气体中的杂质HCl
D.验证气体的漂白性
2.某化学教师为“氯气与金属钠反应”设计了如图装置的实验。实验操作:先给钠预热至钠熔融成圆球时,撤火,通入氯气,即可见钠着火燃烧,生成大量白烟。以下叙述错误的是( )
A.反应生成的大量白烟是氯化钠晶体
B.玻璃管尾部塞一团浸有NaOH溶液的棉花球是用于吸收过量的氯气,以免其污染空气
C.钠着火燃烧产生苍白色火焰
D.发生的反应为2Na+Cl22NaCl
3.(2025·济南高三模拟)某实验小组利用以下装置制备少量的氯气,并检验氯气的性质。实验过程中,下列说法正确的是( )
A.参与反应的HCl全部被氧化为Cl2
B.发生的所有反应均是氧化还原反应
C.观察到淀粉KI试纸变蓝,说明Cl2具有氧化性
D.湿润的pH试纸变红,干燥的pH试纸不变色
4.(2025·河南省新高中创新联盟调研)实验室用足量NaOH溶液吸收Cl2,当吸收温度不同时,生成的产物除了H2O可能是NaClO、NaClO3、NaCl中的两种或三种。下列“结论”与“假设”关联正确的是( )
选项
假设钠盐只有
结论
A
NaClO、NaCl
吸收后的溶液中c(ClO-)一定等于c(Cl-)
B
NaClO3、NaCl
氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5
C
NaClO、NaClO3、NaCl
由吸收后的溶液中n(Cl-)可计算吸收的n(Cl2)
D
NaClO、NaClO3、NaCl
参加反应的NaOH与Cl2的物质的量之比为2∶1
5.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效的漂白剂和氧化剂,可用于各种纤维和某些食品的漂白。马蒂逊(Mathieson)法制备亚氯酸钠的流程如下:
下列说法错误的是( )
A.反应①阶段,参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1
B.若反应①通过原电池来实现,则ClO2是正极产物
C.反应②中的H2O2可用NaClO4代替
D.反应②条件下,ClO2的氧化性大于H2O2
6.(2025·广东梅州市高三模拟)按如图装置进行实验,将浓盐酸滴入Ⅰ中的圆底烧瓶中(已知:Cl2和NaOH溶液在加热条件下会生成NaClO3),下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ中圆底烧瓶内的反应,体现了盐酸的酸性和还原性
B.Ⅱ试管内的红色褪去后,再加热又恢复原来的红色
C.Ⅲ和Ⅳ试管分别进行冷水浴和热水浴,反应的还原产物相同
D.Ⅴ试管内出现浑浊,氧化性:Cl2>S
7.常温常压下,一氧化二氯(Cl2O)为棕黄色气体,沸点为3.8 ℃,42 ℃以上分解生成Cl2和O2,Cl2O易溶于水并与水反应生成HClO。将Cl2与空气(不参与反应)按体积比1∶3混合通入含水8%的Na2CO3溶液中制备Cl2O,并用水吸收Cl2O制备HClO溶液。下列说法错误的是( )
A.装置的连接顺序应为Ⅰ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ
B.装置Ⅱ、Ⅳ中多孔球泡的作用是防止倒吸
C.装置Ⅲ的作用是使Cl2与空气混合并除去Cl2中混有的HCl
D.制得的HClO应保存在棕色试剂瓶中,使用磨口玻璃塞
8.磺酰氯(SO2Cl2)是极易水解的无色发烟液体,沸点为69.1 ℃,实验室可通过反应SO2(g)+Cl2(g)⥫⥬SO2Cl2(l) ΔH<0制备。实验装置如图所示,已知X中盛放浓盐酸,E中盛放浓硫酸。下列说法正确的是( )
A.装置甲中圆底烧瓶中的固体药品Y可能为KMnO4、KClO3或MnO2
B.装置乙中盛放饱和食盐水,除去HCl气体,装置丙应置于冰水中
C.依据乙和丁中单位时间内产生的气泡数可调节Cl2和SO2的流量
D.磺酰氯(SO2Cl2)极易水解,与水反应可生成H2SO3和HCl
9.(2025·青岛高三模拟)用如图装置制备次氯酸并验证其氧化性。Cl2可以与含水碳酸钠反应得到Cl2O气体和NaHCO3。下列说法错误的是( )
A.装置甲中每生成16.8 g碳酸氢钠同时生成2.24 L(标准状况下)Cl2O
B.装置乙中盛装的是浓硫酸
C.将装置丙中次氯酸溶液转移到装置丁中的具体操作是打开K2、关闭K1
D.装置丁中溶液酸性显著增强可证明次氯酸的氧化性
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微专题速练18 氯及其化合物的性质、制备的实验探究
1.A A项,高锰酸钾固体能与浓盐酸反应制氯气,题给装置能制备氯气;B项,氯气有毒,不能用鼻子直接闻气体的气味;C项,氯气能与饱和碳酸氢钠溶液反应,不能用题给装置除去氯气中的氯化氢;D项,鲜花中的水分能与氯气反应生成具有强氧化性的次氯酸使鲜花褪色,题给装置不能验证氯气的漂白性。
2.C 由题目信息可知Na和Cl2发生反应生成NaCl固体,对应的现象是火焰为黄色,有白烟(NaCl)生成,为防止空气污染,用NaOH溶液吸收多余Cl2。故选C。
3.C 高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、水和氯气,参与反应的HCl一部分作还原剂被氧化为Cl2,另一部分体现了酸性,A错误;酸使pH试纸变色发生的不是氧化还原反应,B错误;观察到淀粉KI试纸变蓝,发生反应:2I-+Cl2===I2+2Cl-,说明Cl2具有氧化性,C正确;Cl2中混有水蒸气和HCl,能使干燥的pH试纸先变红后褪色,也能使湿润的pH试纸先变红后褪色,D错误。
4.D 氯气与氢氧化钠反应生成等物质的量的次氯酸和盐酸,而NaClO要水解,所以吸收后的溶液中c(ClO-)<c(Cl-),故A错误;根据方程式:3Cl2+6NaOH===5NaCl+NaClO3+3H2O可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1;故B错误;若产物为NaClO、NaClO3、NaCl,已知溶液中n(Cl-),可以得知转移的电子数,但是不能得到NaClO、NaClO3的比例,故不能计算吸收的n(Cl2),故C错误;NaOH与Cl2相互反应生成NaClO、NaClO3、NaCl,由组成可知钠元素与氯元素的物质的量之比为1∶1,所以NaOH与Cl2相互反应的物质的量之比一定为2∶1,故D正确。
5.C 根据流程知,反应①中氧化剂是NaClO3,还原剂是SO2,还原产物是ClO2,氧化产物是NaHSO4,根据得失电子守恒可得参加反应的NaClO3和SO2的物质的量之比为2∶1,A项正确;由反应①化合价变化情况,再根据原电池正极发生还原反应,所以ClO2是正极产物,B项正确;据反应②,在ClO2与H2O2的反应中,ClO2转化为NaClO2,氯元素的化合价降低,作氧化剂,H2O2只能作还原剂,氧元素的化合价升高,不能用NaClO4代替H2O2,且可以推出ClO2的氧化性大于H2O2,C项错误,D项正确。
6.B 装置Ⅰ中高锰酸钾固体与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,反应中氯元素化合价部分升高被氧化,盐酸表现酸性和还原性,A正确;装置Ⅱ中盛有的品红溶液用于验证氯水中次氯酸的漂白性,次氯酸的漂白过程是不可逆的过程,品红溶液红色褪去后,再加热不能恢复原来的红色,B错误;装置Ⅲ中氯气与氢氧化钠溶液在冷水浴中反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,装置Ⅳ中氯气与氢氧化钠溶液在热水浴中反应生成氯化钠、氯酸钠和水,两个反应的还原产物相同,都是氯化钠,C正确;装置Ⅴ中盛有的硫化钠溶液用于比较氯气和硫的氧化性强弱,发生的反应为氯气与硫化钠溶液反应生成硫沉淀和氯化钠,反应说明氧化剂氯气的氧化性强于氧化产物硫,D正确。
7.B 根据制备原理和除杂的原理,装置Ⅰ生成的Cl2经过装置Ⅲ除去其中混有的HCl,并与空气混合均匀,然后通入装置Ⅱ中与含水8%的Na2CO3溶液反应生成Cl2O,最后将Cl2O通入装置Ⅳ中,与水反应生成HClO。装置合理的连接顺序应为Ⅰ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ,故A正确;装置Ⅱ、Ⅳ中多孔球泡的作用是增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更加充分,不能防止倒吸,故B错误;浓盐酸具有挥发性,所以制备的Cl2中混有HCl,经过装置Ⅲ可以除去Cl2中混有的HCl,并将Cl2与空气混合,故C正确;HClO不稳定,见光受热易分解,因此制得的HClO应保存在棕色试剂瓶中,且采用磨口玻璃塞保证密封性,放在阴凉处,故D正确。
8.C 装置甲用来制备氯气,反应不加热,其中圆底烧瓶中的固体药品Y可能为KMnO4、KClO3,不能是MnO2,因为二氧化锰氧化浓盐酸需要加热,故A错误;氯化氢对物质的制备无影响,装置乙中应盛放浓硫酸用于除水蒸气,故B错误;由方程式可知二氧化硫和氯气的化学计量数之比为1∶1,气体流量可通过观察装置乙和丁中单位时间内产生的气泡数来调节,故C正确;磺酰氯(SO2Cl2)极易水解,其中S元素化合价是+6价,与水发生反应生成H2SO4和HCl,故D错误。
9.B 装置甲中发生氧化还原反应:2Cl2+2Na2CO3+H2O===Cl2O+2NaHCO3+2NaCl,每生成16.8 g(0.2 mol)碳酸氢钠则生成0.1 mol Cl2O,标准状况下的体积为2.24 L,A项正确;装置乙的作用是吸收多余的Cl2,防止干扰后续氧化性的验证,浓硫酸不能除去多余的Cl2,B项错误;打开K2、关闭K1,则利用压强能将装置丙中液体压入装置丁,C项正确;装置丁中溶液酸性显著增强则说明发生了反应:HClO+HCOOH===HCl+CO2↑+H2O,可证明次氯酸的氧化性,D项正确。
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